Semi-active vibration control using a rotary magnetorheological damper - experimental verification

eng Artykuł w języku angielskim DOI:

wyślij Agnieszka Pręgowska , Robert Konowrocki , Tomasz Szolc Department of Intelligent Technologies, Division of Control and System Dynamics, Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland

Pobierz Artykuł

Abstract

From all kinds of vibrations, torsional ones are very important as naturally associated with fundamental rotational drive system motion. The aim of this paper is to present semiactive control of torsional vibrations of the working machine drive systems, which is performed using a rotary damper with the magnetorheological fluid. The main purpose of this research is minimization of vibration amplitudes in order to increase fatigue durability of the most responsible machine elements. The special control strategies are proposed for steady-state torsional vibrations suppression. The semi-active control method is based on a principle of on-line selection of optimum damping coefficient values, which is realized by application of the magnetorheological fluid. The analysis performed in the paper combines experimental verification using the laboratory test rig with theoretical computations. This experiment was designed in the form of the laboratory drive system co-operating with two asynchronous motors generating properly programmed driving and retarding electromagnetic torques.

Keywords

electromechanical drive system, magnetorheological fluid, rotary dampers, semi-active control, torsional vibrations

Półaktywne sterowanie drganiami skrętnymi przy wykorzystaniu obrotowego tłumika z cieczą magnetoreologiczną – weryfikacja doświadczalna

Streszczenie

Drgania skrętne są jednym z najważniejszych rodzajów drgań, ponieważ są naturalnie związane z podstawowym ruchem roboczym wielu maszyn i urządzeń. Prezentowany artykuł jest poświęcony półaktywnemu sterowaniu drganiami skrętnymi napędu maszyny roboczej przy wykorzystaniu obrotowych tłumików z cieczą magnetoreologiczną o zmiennych właściwościach dyssypacyjnych. Głównym celem prezentowanych badań jest zmniejszenie poziomu amplitudy drgań skrętnych w celu zwiększenia trwałości zmęczeniowej najbardziej odpowiedzialnych elementów maszyny roboczej. Półaktywne sterowanie sprowadza się do wyznaczenia optymalnej wartości współczynnika tłumienia, który jest realizowany przy wykorzystaniu właściwości filmu z cieczy magnetoreologicznej. Teoretyczna koncepcja sterowania została doświadczalnie zweryfikowana za pomocą stanowiska doświadczalnego w postaci laboratoryjnego układu napędowego, na którym zmienne napędowe i oporowe momenty wymuszające są generowane odpowiednio przez silnik i hamownicę asynchroniczną.

Słowa kluczowe

drgania skrętne, obrotowe tłumiki z cieczą magnetoreologiczną, półaktywne sterowanie

Bibliografia

  1. Przybyłowicz P.M., Torsional vibration control by active piezoelectric system, “J. of Theoretical and Applied Mechanics”, 33(4), 1995, 809-823.
  2. Szolc T., Jankowski Ł., Pochanke A., Magdziak A., An application of the magneto-rheological actuators to torsional vibration control of the rotating electromechanical systems, The 8th IFToMM International Conference of Rotor Dynamics, 12-15.09.2010, KIST, 488-495.
  3. Pręgowska A., Konowrocki R., Szolc T., Experimental verification of the semi-active control concepts for torsional vibrations of the electro-mechanical system using rotary magneto-rheological actuators, Proc. of XXV Symposium on Vibrations in physical systems, 2012, 329-334.
  4. White D.C., Woodson H.H., Electromechanical energy conversion, Wiley, New York 1959.
  5. Laschet A., Simulation von Antriebssystemen, Springer-Verlag, Berlin, London, New York, Paris, Tokyo 1988.